使用C++迭代器引用無效的內存位置

我是GCC的忠實粉絲，但最近我發現了一個模糊的異常。使用__gnu_cxx :: __ normal_iterator（即libstdC++中使用的最常用的迭代器類型，即C++ STL），可以引用任意內存位置，甚至可以更改其值，而不會導致異常！這是預期的行爲？如果是這樣，是不是安全漏洞？使用C++迭代器引用無效的內存位置

下面是一個例子：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int main() { 
     basic_string<char> str("Hello world!"); 
     basic_string<char>::iterator iter = str.end(); 



     iter += str.capacity() + 99999; 
     *iter = 'x'; 

     cout << "Value: " << *iter << endl; 
}

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2010-04-02 themoondothshine

提領的迭代器超出從中獲得它的容器的到底是不確定的行爲，而什麼都不做只是存在可能性。

請注意，這是一個折中的問題，迭代器檢查開發的有效性是很好的，但是會爲代碼增加額外的操作。在MSVS迭代器中默認檢查（他們將驗證它們是有效的，並且在以錯誤的方式使用時會失敗，但這也會影響運行時的性能。）

Dinkumware（STL裏面的VS ）提供（默認選中，可以通過編譯器選項取消選中）實際上是一個不錯的選擇，用戶可以選擇是否需要緩慢安全的迭代器或快速的不安全版本，但從語言的角度來看，兩者都是有效的。

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2010-04-02 16:07:50

@David：感謝您的解釋;這是精確的，正是我所期待的。我目前正在改進我的代碼庫。我知道'g ++'分配的任何字符串總是以'EOF'，'WEOF'或者至少是'CharType（）'結尾（即分配內存的最後一個單元被分配給它）。那麼你認爲在這種情況下使用調試斷言是個好主意嗎？你有什麼其他的建議？ – themoondothshine 2010-04-02 16:25:39

你是指字符串文字還是'std :: string'實例？字符串文字「asdf」總是以「（char）0」結尾。使用'std :: string'不能保證任何給定點處的內存內容。請注意，作爲一個例子，在g ++ 4.4和空字符串中沒有分配內存，所以肯定不是EOF/WEOF/0終止。 – 2010-04-02 17:12:49

我指的是'std :: string'。是的，你對g ++ 44空字符串是正確的：它持有一個指向（靜態）共享空空指針的指針。但是，假設如果我在非空std :: string上使用迭代器，我可以假設它始終以EOF/WEOF/0結束？g ++ 44跟隨'traits_type :: assign（this - > _ M_refdata（）[__ n]，_S_terminal）的stirng分配;''不是嗎？ – themoondothshine 2010-04-02 17:30:49

C++一般也沒有讓你付出你不使用什麼的哲學。您需要驗證您是否正確使用了迭代器。對於一個隨機訪問迭代器，你隨時可以測試它：

if (iter < str.begin() || iter >= str.end()) 
    throw something;

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2010-04-02 16:07:42

你很幸運，還是不幸。使用您的具體例子，我segfaulted。

$ ./a.exe 
    11754 [main] a 4992 _cygtls::handle_exceptions: Error while dumping state (probably corrupted stack) 
Segmentation fault (core dumped)

未定義行爲在不同的編譯，平臺，日子裏可能意味着不同的事情。也許當你運行它時，所有這些添加創建的地址都會在一些其他有效的內存空間中結束，這只是偶然。例如，也許你從堆棧增加到堆。

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2010-04-02 16:08:36 Dan

嗯...有趣。我大家都確信它不會拋出段錯誤：每次我運行它，它都可以工作！ – themoondothshine 2010-04-02 16:16:38

「拋出段錯誤」 - 只是想澄清一些事情。 segfault並不是一個「拋出」的異常，因爲某些軟件邏輯檢測到溢出溢出。可能在Java/C＃中以這種方式工作，但不能在C++中工作。導致段錯誤的原因是內存管理器檢測到訪問衝突（讀/寫內存不允許）。因此，當你運行程序時，無論是碰巧創建一個指向你的程序的有效內存位置的指針，它不受MMU保護，或者MMU根本沒有做任何檢查（在運行所有東西的嵌入式系統中很常見在內核空間中）。 – Dan 2010-04-02 21:49:09

不，這不是問題。請記住，典型的迭代器的用法是：

 
for (type::const_iterator it = obj.begin(); it != obj.end(); ++it){ 
    // Refer to element using (*it) 
}

正確的迭代器的使用需要一個要檢查的end()迭代器。使用隨機訪問迭代器（如您正在使用的迭代器），您還可以使用<和>以及針對end()的迭代器。 C和C++通常不像在Java中那樣進行邊界檢查，並且它是確保您這樣做的地方。

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2010-04-02 16:09:30

+1。這與C++不會邊界檢查指針訪問的事實一樣多。也就是說，這是一個大問題，但它是程序員的問題，而不是實現問題。當我們犯錯的時候，這個實現就可以指向並笑。 – 2010-04-02 17:11:58

在C和C++中，標準庫的實現對程序員的無知漠不關心。「在腳下射擊自己，同時吹動你的整條腿，保證！」 – bitek 2013-01-25 08:47:31

使用C++迭代器引用無效的內存位置

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